DE19705740A1

DE19705740A1 - Positioning system using GPS satellite position locator for cars

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Publication number: DE19705740A1
Application number: DE19705740A
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Suwa; Seiji Ishikawa; Tomohiro Yamamoto; Takeshi Ito; Tomio Yasuda
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1997-08-28
Anticipated expiration: 2017-02-15
Also published as: DE19705740B4; JP3656144B2; US5931890A; FR2745092B1; FR2745092A1; JPH09230024A

Abstract

The GPS Satellite Portion Locator has a satellite receiver (11,2) detecting incoming satellite transmissions. The receiver circuit has a calculator (16) determining the difference frequency between the frequency transmitted and that received. The change in the difference frequency is calculated over a period of time. From the satellites available, those with a frequency change lower than 15 Hz/second are chosen to provide the position information.

Description

Die Erfindung betrifft ein GPS-Satelliten verwendendes Posi tionierungssystem, und insbesondere die Auswahl einer Viel zahl von Satelliten, die bei einer an Bord eines Fahrzeugs stattfindenden Positionierungsberechnung verwendet werden.The invention relates to a Posi using GPS satellites tioning system, and in particular the selection of a lot number of satellites on board a vehicle positioning calculation taking place can be used.

Bei einem bekannten Navigationssystem für Fahrzeuge wird bei spielsweise die Position eines Fahrzeugs, an dem das System angebracht ist, unter Verwendung von Informationen von GPS (Globales Positionierungssystem)-Satelliten berechnet. Eine derartige Positionierungstechnik ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 137 009/86 offenbart.In a known navigation system for vehicles for example the position of a vehicle on which the system is appropriate using information from GPS (Global positioning system) satellite calculated. A such positioning technique is for example in the Japanese Patent Application Laid-Open No. 137 009/86.

Satelliten übertragen Informationen, die ihre vorbestimmten Umlaufbahnen und einen genauen Zeitpunkt anzeigen, zu dem die Informationsübertragung von den Satelliten stattfindet. Der artige Informationen können auf der Erde zur Berechnung der Positionen der Satelliten auf der Grundlage dieser Informa tionen empfangen werden. Außerdem kann ein Abtand zwischen einem bestimmten Satelliten und einem Empfangspunkt aus einer Laufzeitverzögerung der Radiowelle (Funkwelle) berechnet wer den. Wenn daher Informationen von vier Satelliten gleichzei tig verfügbar sind, können diese, falls aus den jeweiligen Satelliteninformationen hergeleitete Gleichungen in simultane Gleichungen einsetzbar sind, zur Erfassung einer dreidimen sionalen Position (Länge, Breite, Höhe) des Empfangspunkts sowie eines auf der Empfängerseite vorhandenen Uhrfehlers auf genaue Art und Weise gelöst werden. Falls die Höhe des Emp fangspunkts bereits bekannt ist, können Länge, Breite und der Uhrfehler auf der Grundlage der von drei Satelliten verfügba ren Informationen erfaßt werden. Eine derartige Positionie rung ist außerdem möglich, wenn die Anzahl der verfügbaren Satelliten kleiner oder gleich zwei ist, indem die Beschleu nigung eines Fahrzeugs an Bord erfaßt wird und die Fahrzeug beschleunigung als Hilfsmittel verwendet wird. Satellites transmit information that is predetermined Orbits and show an exact time at which the Information transfer from the satellites takes place. The Such information can be used on Earth to calculate the Positions of the satellites based on this information tions are received. There may also be a gap between a specific satellite and a reception point from one Delay time delay of the radio wave (radio wave) is calculated the. Therefore, if information from four satellites at the same time are available, they can, if from the respective Equations derived from satellite information in simultaneous Equations can be used to capture a three-dimensional sional position (length, width, height) of the reception point and an existing clock error on the receiver side exact way to be solved. If the Emp starting point is already known, length, width and the Clock error based on the availability of three satellites information is collected. Such a position It is also possible if the number of available Satellite is less than or equal to two by the acceleration inclination of a vehicle on board and the vehicle acceleration is used as an aid.

Wenn eine GPS-Empfangseinrichtung jedoch in einer für die Ra diowelle aggressiven bzw. ungeeigneten Umgebung, wie in einer Straße, verwendet wird, kann (bezüglich der Position, der Ge schwindigkeit und des Azimut) eine anomale Lösung erzeugt werden. Einer der Gründe dafür liegt in der unter Verwendung außerordentlicher Radiowellen, wie sie durch Mehrwegeausbrei tung verursacht werden (beispielsweise von einem hoch aufra genden Gebäude reflektierte Wellen), durchgeführten Positio nierungsberechnung. In den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 137 009/86 und 167 886/86 wird ein Positionierungssystem vorgeschlagen, das einen Kreisel ("gyro"), eine Geschwindig keitsmeßeinrichtung und eine Höhen- oder Azimutmeßeinrichtung zur Ergänzung fehlender Informationen aufweist, wenn die An zahl verfügbarer Satelliten verringert wird. Dieses System kann jedoch keinen Fehler in der Positionierungsberechnung kompensieren, der sich beim Empfang von außerordentlichen Ra diowellen, wie sie durch Mehrwegeausbreitung verursacht wer den, ergibt.However, if a GPS receiver is in one for the Ra diowave aggressive or unsuitable environment, such as in a Street, can be used (in terms of position, ge speed and azimuth) produces an anomalous solution will. One of the reasons for this is using extraordinary radio waves, such as those caused by multipath tion caused (for example by a high buildings reflected waves), performed position nation calculation. In the Japanese patent application No. 137 009/86 and 167 886/86 becomes a positioning system suggested that a gyro, a speed keitsmeßeinrichtung and a height or azimuth measuring device to add missing information if the An number of available satellites is reduced. This system However, there can be no error in the positioning calculation compensate for himself when receiving extraordinary Ra diowaves caused by multipath propagation that, results.

In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 43 446/95 wird ein Positionierungssystem vorgeschlagen, das die Richtigkeit der durch eine GPS-Empfangseinrichtung empfangenen Informationen verifiziert. In diesem System wird ein Abstand zwischen der Empfangseinrichtung und jedem der drei oder mehreren GPS-Satelliten in einer Gruppe von GPS-Satelliten, von denen ein Empfang möglich ist, auf der Grundlage von Positionsinforma tionen der GPS-Satelliten und einer Empfangseinrichtung be rechnet, um einen ersten Abstand herzuleiten. Die zur Aus breitung der Radiowelle von einem GPS-Satelliten zu der Emp fangseinrichtung erforderliche Zeit wird berechnet und mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit (die gleich der Lichtge schwindigkeit ist) multipliziert, um einen zweiten Abtand zu erhalten. Wenn sich eine große Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Abstand ergibt, wird angenommen, daß zumin dest ein GPS-Satellit in der Gruppe vorhanden ist, dessen übertragene Informationen falsch sind. Daher wird einer der GPS-Satelliten in der Gruppe durch einen anderen in dem Satz ersetzt, um eine ähnliche Berechnung und eine Fehlerüberprü fung zu wiederholen. Auf diese Weise wird ein bestimmter GPS-Satellit identifiziert, der falsche Informationen übertragen hat, und als nicht verwendbar registriert, während die übri gen GPS-Satelliten, von denen bestimmt wurde, daß sie korrek te Informationen übertragen, als verwendbare GPS-Satelliten registriert werden. Dann wird eine Positionierungsberechnung unter Verwendung nur der verwendbaren GPS-Satelliten durchge führt. Auf diese Weise wird ein GPS-Satellit oder werden GPS-Satelliten, die bezüglich der Umlaufbahn verschoben sind, wo durch eine Abweichung zwischen ihrer tatsächlichen Position und der dabei übertragenen Informationen verursacht wird, von den bei der Positionierungsberechnung verwendeten Indizes entfernt, wodurch ein bei der Positionierungsberechnung ver ursachter Fehler verringert wird.In Japanese Patent Laid-Open No. 43 446/95 a Positioning system proposed that the accuracy of the information received by a GPS receiver verified. In this system there is a gap between the Receiving device and each of the three or more GPS satellites in a group of GPS satellites, one of which Reception is possible based on location information tions of the GPS satellites and a receiving device calculates to derive a first distance. The one for out propagation of the radio wave from a GPS satellite to the Emp required time is calculated and with the speed of propagation (which is equal to the light speed) is multiplied by a second distance receive. If there is a big difference between the first and the second distance, it is assumed that at there is at least one GPS satellite in the group whose transmitted information is incorrect. Therefore, one of the GPS satellites in the group by another in the set replaced by a similar calculation and error checking repetition. In this way, a particular GPS satellite identified who transmitted incorrect information has, and registered as unusable, while the rest GPS satellites that have been determined to be correct transmitted information as usable GPS satellites be registered. Then a positioning calculation using only the usable GPS satellites leads. This way becomes a GPS satellite or become GPS satellites, which are shifted in orbit where due to a deviation between their actual position and the information transmitted in the process is caused by the indices used in the positioning calculation removed, causing a ver in the positioning calculation caused error is reduced.

Dies stellt jedoch eine Verifizierung der Richtigkeit von von GPS-Satelliten übertragenen Informationen dar und wird für unzureichend erachtet, eine anomale Lösung zu vermeiden, wenn außerordentliche Radiowellen (beispielsweise von hoch aufra genden Gebäuden reflektierte Wellen) empfangen werden, wie sie durch eine Mehrwegeausbreitung verursacht werden, da eine Identifikation, welche der Informationen der von den GPS-Satelliten empfangenen Daten als Ergebnis einer Radiowellen-Empfangsumgebung auf der Erde, insbesondere einer örtlichen Umgebung, falsch ist, unmöglich ist. Außerdem wird die Be rechnung des ersten und des zweiten Abstands durch Austau schen eines der GPS-Satelliten in der Gruppe durch einen an deren außerhalb der Gruppe wiederholt, was relativ lange dau ert.However, this provides a verification of the accuracy of GPS satellites transmit information and is used for deemed insufficient to avoid an abnormal solution if extraordinary radio waves (for example from high reflected buildings) are received, such as they are caused by a multipath propagation as a Identification of which of the information from the GPS satellites received data as a result of a radio wave reception environment on earth, especially a local one Environment that is wrong is impossible. In addition, the Be calculation of the first and second distance by thawing one of the GPS satellites in the group their repeated outside the group, which takes a relatively long time ert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Posi tionierungsfehler eines Positionierungssystems, wie er durch außerordentliche Radiowellen (beispielsweise von einem hoch aufragenden Gebäude reflektierte Wellen) verursacht wird, die durch eine Mehrwegeausbreitung oder dergleichen in einer für die Radiowellen aggressiven Umgebung, wie in einer Straße, verursacht werden, zu verringern.The invention is therefore based on the object, a Posi positioning error of a positioning system as caused by extraordinary radio waves (for example from a high towering building caused reflected waves) that by multipath or the like in one for the radio waves aggressive environment, like in a street, caused to decrease.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die zur Un tersuchung, ob eine Empfangseinrichtung außerordentliche Ra diowellen empfängt, erforderliche Zeit zu verkürzen.Another object of the invention is to un to investigate whether a receiving device has extraordinary Ra diowaves receives to shorten required time.

Diese Aufgaben werden durch ein GPS-Satelliten verwendendes Positionierungssystem gelöst, mit einer Empfangseinrichtung zum Empfang von Informationen von einer Vielzahl von GPS-Satelliten, die ihre jeweiligen Umlaufbahninformationen und Zeitinformationen übertragen, einer Abweichungsberechnungs einrichtung zur Berechnung einer Differenz Δf (= fR-f0) zwi schen einer von einem der GPS-Satelliten übertragenen Signal frequenz (f0) und einer von der Empfangseinrichtung empfange nen Signalfrequenz (fR), einer Änderungsberechnungseinrich tung zum Erhalten einer Änderungsrate ΔΔf der Differenz Δf und einer Positionierungsberechnungseinrichtung zur Bestim mung der Position der Empfangseinrichtung auf der Grundlage von Informationen, die durch die Empfangseinrichtung von ei ner Vielzahl von GPS-Satelliten empfangenen werden, für die die Änderungsrate ΔΔf innerhalb eines vorausgewählten Be reichs (ΔΔf 30 Hz/s) bleibt.These tasks are performed by a GPS satellite Positioning system solved, with a receiving device to receive information from a variety of GPS satellites, their respective orbit information and Transfer time information, a deviation calculation device for calculating a difference Δf (= fR-f0) between a signal transmitted by one of the GPS satellites frequency (f0) and one received by the receiving device signal frequency (fR), a change calculation device device for obtaining a rate of change ΔΔf of the difference Δf and a positioning calculation device for determination based on the position of the receiving device of information received by the receiving device from ei A variety of GPS satellites are received for which the rate of change ΔΔf within a preselected Be rich (ΔΔf 30 Hz / s) remains.

Die Differenz Δf (= fR-f0) zwischen der von einem der GPS-Satelliten übertragenen Signalfrequenz (f0) und der durch die Empfangseinrichtung empfangenen Signalfrequenz (fR) ist eine sogenannte Doppler-Verschiebung, die einen der Geschwindig keit einer Relativbewegung (Geschwindigkeitsvektor) der Emp fangseinrichtung bezüglich eines GPS-Satelliten entsprechen den Wert annimmt.The difference Δf (= fR-f0) between that of one of the GPS satellites transmitted signal frequency (f0) and by the Receiving device received signal frequency (fR) is a so-called Doppler shift, which one of the speed speed of a relative movement (velocity vector) of the emp correspond to the catching device with respect to a GPS satellite takes the value.

Wenn die Empfangseinrichtung eine Radiowelle (Funkwelle) emp fängt, die sich von einem der GPS-Satelliten direkt ausbrei tet, stellt die Doppler-Verschiebung Δf eine Geschwindigkeit der Relativbewegung der Empfangseinrichtung bezüglich der GPS-Satelliten dar und wird als normale Doppler-Verschiebung bezeichnet. Wenn die Empfangseinrichtung andererseits bei spielsweise von einem hoch aufragenden Gebäude reflektierte Wellen empfängt, entspricht die Doppler-Verschiebung Δf einer Kombination aus einer Geschwindigkeit einer Relativbewegung des hoch aufragenden Gebäudes bezüglich des GPS-Satelliten und einer Geschwindigkeit einer Relativbewegung der Empfangs einrichtung bezüglich des Gebäudes und wird als anomale Dopp ler-Verschiebung bezeichnet.If the receiving device receives a radio wave (radio wave) that spreads directly from one of the GPS satellites tet, the Doppler shift Δf represents a speed the relative movement of the receiving device with respect to the GPS satellites and is called normal Doppler shift designated. On the other hand, if the receiving device at for example reflected from a towering building Receives waves, the Doppler shift Δf corresponds to one Combination of a speed of a relative movement of the towering building regarding the GPS satellite and a speed of a relative movement of the reception establishment regarding the building and is considered an anomalous double called shift.

Wenn die Empfangseinrichtung an Bord eines Fahrzeugs ange bracht ist, das auf einer Straße oder in deren Nähe fährt und direkt von den GPS-Satelliten kommende Radiowellen empfängt, stellt eine Änderungsrate ΔΔf der Doppler-Verschiebung Δf einen relativen Beschleunigungsvektor der Empfangseinrichtung bezüglich der GPS-Satelliten dar, die innerhalb eines Be reichs der Beschleunigung eines Fahrzeugs bleibt, die während normalen Fahrbedingungen auftritt. Wenn die Empfangseinrich tung jedoch vom Empfangen von direkt von GPS-Satelliten kom menden Radiowellen zum Empfang von von einem hoch aufragenden Gebäude reflektierten Wellen umschaltet, verändert sich die Doppler-Verschiebung von einer normalen in eine außerordent liche, woraufhin sich die Änderungsrate ΔΔf schnell auf ei nen hohen Wert (absolute Größe) verändert.If the receiving device is on board a vehicle that drives on or near a road and receives radio waves coming directly from the GPS satellites, represents a rate of change ΔΔf of the Doppler shift Δf a relative acceleration vector of the receiving device regarding the GPS satellites that are within a Be realm of acceleration of a vehicle that remains during normal driving conditions. If the receiving device However, from receiving directly from GPS satellites emitting radio waves for the reception of a towering Switching buildings reflected waves, the changes Doppler shift from normal to extraordinary Liche, whereupon the rate of change ΔΔf quickly changes to ei high value (absolute size) changed.

Bei dem erfindungsgemäßen Positionierungssystem berechnet die Abweichungsberechnungseinrichtung eine Doppler-Verschiebung Δf (= fR-f0), d. h. die Differenz zwischen der von der Emp fangseinrichtung empfangenen Signalfrequenz (fR) und der von dem GPS-Satelliten übertragenen Signalfrequenz (f0), und die Änderungsberechnungseinrichtung bestimmt eine Änderungsrate ΔΔf der Doppler-Verschiebung Δf, und die Positionierungsbe rechnungseinrichtung bestimmt eine Position eines Empfangs punkts auf der Grundlage von Informationen, die durch die Empfangseinrichtung von einer Vielzahl von GPS-Satelliten empfangen werden, für die die Änderungsrate ΔΔf innerhalb eines vorausgewählten Bereichs (ΔΔf 30 Hz/s) bleibt. Somit wird jeder GPS-Satellit, für den die Änderungsrate ΔΔf als Ergebnis des Umschaltens der Empfangseinrichtung vom Empfan gen von direkt von GPS-Satelliten kommenden Radiowellen zum Empfang von von einem hoch aufragenden Gebäude reflektierten Wellen groß wird, von bei der Positionierungsberechnung ver wendeten vorgesehenen Indizes entfernt. Auf diese Weise kann die Wahrscheinlichkeit, daß durch außerordentliche Radiowel len (beispielsweise von einem hoch aufragenden Gebäude re flektierte Wellen), wie sie durch eine Mehrwegeausbreitung oder dergleichen in einer aggressiven Umgebung, wie in einer Straße, bei Radiowellen verursacht werden, ein Positionsfeh ler verursacht wird, verringert werden.In the positioning system according to the invention, the Deviation calculator a Doppler shift Δf (= fR-f0), i.e. H. the difference between that of the Emp received signal frequency (fR) and that of the signal frequency (f0) transmitted to the GPS satellite, and the Change calculator determines a rate of change ΔΔf of the Doppler shift Δf, and the positioning area computing device determines a position of a receipt points based on information provided by the Receiving device from a variety of GPS satellites for which the rate of change ΔΔf is received of a preselected range (ΔΔf 30 Hz / s) remains. Consequently any GPS satellite for which the rate of change ΔΔf is considered Result of switching the receiving device from the receiver against radio waves coming directly from GPS satellites Reception of reflected from a towering building Waves becomes large from ver in the positioning calculation applied indexes removed. That way the likelihood of extraordinary radio waves len (for example, from a towering building right inflected waves) as caused by multipath propagation or the like in an aggressive environment, such as in a Street, caused by radio waves, a position error ler is caused to be reduced.

Die Empfangsfrequenz (fR) einer von einem GPS-Satelliten übertragenen Radiowelle wird im Verlauf eines automatischen Abstimmungsvorgangs erhalten, der während des Empfangs der Radiowelle auftritt. Die emittierte Frequenz (f0) ist als Sollfrequenz bekannt, und somit ist die Berechnung der Dopp ler-Verschiebung Δf (= fR-f0) einfach und nicht zeitaufwen dig. Außerdem kann eine Änderungsrate ΔΔf durch Berechnung von Δf in einem vorgegebenen Zeitabschnitt, der gleich einem zur Berechnung einer Positionierungslösung von einer GPS-Empfangseinrichtung erwendeten Zeitabschnitt Ts sein kann, und durch Subtraktion eines aktuellen Werts Δf von einem vor hergehenden Wert Δf′ erhalten werden, der einen Zeitabschnitt Ts zuvor aufgetreten ist, wobei dies wiederum einfach und nicht zeitaufwendig ist.The reception frequency (fR) of one from a GPS satellite transmitted radio wave is in the course of an automatic Received voting process while receiving the Radio wave occurs. The emitted frequency (f0) is as Target frequency is known, and thus the calculation of the double ler shift Δf (= fR-f0) simple and not time consuming dig. In addition, a rate of change ΔΔf can be calculated of Δf in a given period of time that is equal to one to calculate a positioning solution from a GPS receiver used period of time Ts can be and by subtracting a current value Δf from one before derived value Δf 'can be obtained, the one time period Ts has previously occurred, which in turn is simple and is not time consuming.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.Advantageous refinements of the Invention marked.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.The invention is illustrated below by means of an embodiment game described in more detail with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Er findung, Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of he invention,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Teils der Verarbeitungen durch eine in Fig. 1 gezeigte Zentraleinheit 16a, Fig. 2 is a flowchart of part of processing by an embodiment shown in FIG. 1, a central processing unit 16,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm des verbleibenden Teils der Verar beitungen durch die in Fig. 1 gezeigte Zentraleinheit 16a, Fig. 3 is a flowchart of the remaining part of the proces beitungen through the in Fig. 1 shown central processing unit 16 a,

Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung des Aufbaus von von einem Satelliten übertragenen Daten, und Fig. 4 is a timing chart showing the structure of data transmitted from a satellite, and

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur ausführlichen Darstellung eines in Fig. 3 gezeigten Schritts 18. FIG. 5 shows a flow chart for the detailed illustration of a step 18 shown in FIG. 3.

Gemäß Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Positionierungs systems an Bord eines Fahrzeugs angeordnet, das sich auf der Erde bewegt und eine Empfangsantenne 10, eine GPS-Empfangseinrichtung 11, eine GPS-Demodulationseinrichtung 12, eine Anzeigeeinrichtung 13, einen piezoelektrischen oszillie renden Kreisel 14, einen Höhensensor 15, eine GPS-Informationsverarbeitungseinrichtung 16 und ein Bedienpult 17 aufweist. Jede von GPS-Satelliten übertragene Radiowelle mit einer Frequenz von 1,57542 GHz wird von der GPS-Empfangseinrichtung 11 über die Antenne 10 empfangen, und von der Radiowelle getragene Informationen, d. h. Informationen zur Angabe einer Funktion, die eine Umlaufbahn des Satelliten und eine Zeit anzeigen, werden in der GPS-Demodulations einrichtung 12 zur Eingabe in die GPS-Informationsverar beitungseinrichtung 16 demoduliert.Referring to FIG. 1, an embodiment of the positioning is systems on board a vehicle arranged, which moves on the earth and a receiving antenna 10, a GPS receiving means 11, a GPS demodulator 12, a display device 13, a piezoelectric oszillie leaders gyro 14, a height sensor 15 , a GPS information processing device 16 and a control panel 17 . Each radio wave transmitted by GPS satellites with a frequency of 1.57542 GHz is received by the GPS receiving device 11 via the antenna 10 , and information carried by the radio wave, ie information indicating a function, the orbit of the satellite and a time indicate, are processed in the GPS demodulation device 12 for input into the GPS information processing device 16 .

Die GPS-Informationsverarbeitungseinrichtung 16 arbeitet im wesentlichen zur Erzeugung von die Position eines eigenen Fahrzeugs darstellenden Informationen (Länge, Breite, Höhe) auf der Grundlage von von GPS-Satelliten übertragenen Infor mationen, zur Erzeugung von Relativ-Positionierungs informationen des sich bewegenden Punkts bezüglich eines vor bestimmten Index, wie einer Kreuzung oder eines gut zu erken nenden Gebäudes oder dergleichen, und zur Übertragung beider Informationen zu der Anzeigeeinrichtung 13. Ein grundlegender Aufbau, der die Empfangsantenne 10, die GPS-Empfangs einrichtung 11, die GPS-Demodulationseinrichtung 12 und die Anzeigeeinrichtung 13 aufweist, sowie eine grundlegende Ver arbeitung durch die GPS-Informationsverarbeitungseinrichtung 16 sind entsprechenden Komponenten in einem bekannten bereits im Handel erhältlichen Gerät ähnlich.The GPS information processing device 16 essentially works to generate information representing the position of one's own vehicle (length, latitude, height) on the basis of information transmitted by GPS satellites, to generate relative positioning information of the moving point with respect to a in front of certain index, such as an intersection or a clearly recognizable building or the like, and for transmitting both information to the display device 13 . A basic structure comprising the receiving antenna 10 , the GPS receiving device 11 , the GPS demodulating device 12 and the display device 13 , and a basic processing by the GPS information processing device 16 are similar components in a known device already commercially available .

Wenn Radiowellen von vier GPS-Satelliten gleichzeitig empfan gen werden können, kann die Position eines eigenen Fahrzeugs genau als Ergebnis der Berechnung bestimmt werden, die nur auf den durch diese Radiowellen übertragenen Informationen beruht. Die Position eines eigenen Fahrzeugs kann auch dann, wenn die Anzahl verfügbarer GPS-Satelliten drei oder weniger beträgt, durch Berechnung bestimmt werden, indem auf von dem piezoelektrischen oszillierenden Kreisel 14 und dem Höhensen sor 15 zugeführte Informationen Bezug genommen wird. Der pie zoelektrische oszillierende Kreisel 14 ist fest an Bord eines Fahrzeugs angebracht und führt ein Signal mit einem der Win kelgeschwindigkeit ω der Drehung um eine vertikale Achse des Fahrzeugs proportionalen Pegel zu.If radio waves can be received by four GPS satellites at the same time, the position of your own vehicle can be determined exactly as a result of the calculation, which is based only on the information transmitted by these radio waves. The position of one's own vehicle can also be determined by calculation when the number of available GPS satellites is three or less by referring to information supplied from the piezoelectric oscillating gyroscope 14 and the height sensor 15 . The pie zoelectric oscillating gyroscope 14 is fixedly mounted on board a vehicle and supplies a signal with a level proportional to the angular velocity ω of the rotation about a vertical axis of the vehicle.

Die GPS-Informationsverarbeitungseinrichtung 16 ist ein Com putersystem mit einem (nachstehend als Zentraleinheit bzw. CPU bezeichneten) Mikroprozessor 16a, einem Schreib-Lese-Speicher (RAM) 16b, einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 16c, einem Eingangs-/Ausgangsanschluß (I/O-Anschluß) 16d, einer Analog-/Digital-Umwandlungseinrichtung (A/D-Umwandlungseinrichtung) 16e, einem Zeitgeber 16f, einer Interrupt-Steuerschaltung 16g und einer Uhr 16h. Aus dem Kreisel 14 und dem Höhensensor 15 aus gegebene analoge Signale werden durch die A/D-Umwandlungseinrichtung 16e vor ihrer Eingabe in die Zen traleinheit 16a in entsprechende digitale Daten umgewandelt. The GPS information processing device 16 is a computer system with a (hereinafter referred to as central processing unit or CPU) microprocessor 16 a, a read-write memory (RAM) 16 b, a read-only memory (ROM) 16 c, an input - / Output connection (I / O connection) 16 d, an analog / digital converter (A / D converter) 16 e, a timer 16 f, an interrupt control circuit 16 g and a clock 16 h. From the gyro 14 and the altitude sensor 15 from analog signals are given by the A / D conversion means 16 e prior to their input to the Zen traleinheit 16 a are converted into corresponding digital data.

Auf von der GPS-Demodulationseinrichtung 12 bereitgestellte Informationen und auf die Demodulationseinrichtung 12 steu ernde Informationen wird über den Eingangs-/Ausgangsanschluß 16d zugegriffen.Information provided by the GPS demodulation device 12 and information which controls the demodulation device 12 is accessed via the input / output connection 16 d.

Die Arbeitsweise der Zentraleinheit 16a in der GPS-Informationsverarbeitungseinrichtung 16 wird zusammenfassend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben. Unter Be zugnahme auf Fig. 2 geht die Zentraleinheit 16a beim Ein schalten einer Leistungsversorgung zu Schritt 1 über, in dem Statusregister Flag-di initialisiert oder auf 0 rückgesetzt werden. Jedes Statusregister Flag-di speichert Daten, die an zeigen, ob bereits eine Doppler-Verschiebung berechnet wurde. Bei diesem Ausführungsbeispiel können bis zu acht verfügbare Satelliten registriert werden, und somit ergibt sich i = 1 bis 8. Demnach sind 8 Satelliten Nr. 1 bis Nr. 8, die in Schritt 3 registriert werden, wie es nachstehend beschrieben wird, jeweils Statusregistern Flag-d1 bis Flag-d8 zugeordnet. In der folgenden Beschreibung bedeutet "i" entweder die Ge samtheit 1 bis 8 oder eine dieser Zahlen. Ein in einem Sta tusregister Flag-di gespeichertes Datum "0" zeigt an, daß noch keine Doppler-Verschiebung einer von einem Satelliten Nr. i, der in Schritt 3 registriert wird, übertragenen Radio welle berechnet wurde. Dagegen bedeutet das Datum "1" in dem Statusregister Flag-di, daß eine Doppler-Verschiebung einer von einem registrierten Satelliten Nr. i übertragenen Radio welle berechnet wurde.The operation of the central unit 16 a in the GPS information processing device 16 is described in summary with reference to FIGS. 2 and 3. Under Be zugnahme to FIG. 2 is the central processing unit 16 a when a power supply switch to step 1 above, is initialized in the status register Flag-di or reset to 0. Each status register Flag-di stores data which indicate whether a Doppler shift has already been calculated. In this embodiment, up to eight available satellites can be registered, and thus i = 1 to 8. Accordingly, 8 satellites # 1 to # 8, which are registered in step 3, as described below, are status registers Flag Assigned -d1 to flag -d8. In the following description, "i" means either the total of 1 to 8 or one of these numbers. A date "0" stored in a status register Flag-di indicates that a Doppler shift of a radio wave transmitted from a satellite No. i registered in step 3 has not yet been calculated. In contrast, the date "1" in the status register Flag-di means that a Doppler shift of a radio wave transmitted from a registered satellite No. i was calculated.

Ein Statusregister Flag-pi, auf das nachstehend Bezug genom men wird, speichert Daten, die anzeigen, ob ein bestimmter registrierter Satellit bei einer Positionierungsberechnung verwendet werden kann oder nicht. Insbesondere zeigt das in dem Statusregister Flag-pi gespeicherte Datum "0" an, daß ein registrierter Satellit Nr. i nicht bei der Berechnung der Po sition eines eigenen Fahrzeugs verwendet werden kann, während ein in dem Statusregister Flag-pi gespeichertes Datum "1" an zeigt, daß der registrierte Satellit Nr. i bei der Berechnung verwendet werden kann.A status register Flag-pi, referred to below menu stores data that indicates whether a particular registered satellite during a positioning calculation may or may not be used. This is shown in particular in the status register flag-pi stored date "0" indicates that a registered satellite No. i not when calculating the Po sition of your own vehicle can be used while a date "1" stored in the status register Flag-pi shows that the registered satellite No. i in the calculation can be used.

Ein Statusregister Flag-vi, auf das nachstehend Bezug genom men wird, speichert Daten, die anzeigen, ob ein bestimmter registrierter Satellit bei der Berechnung eines Geschwindig keitsvektors eines eigenen Fahrzeugs verwendet werden kann. Somit zeigt ein in dem Statusregister Flag-vi gespeichertes Datum "0" an, daß ein registrierter Satellit Nr. i bei der Berechnung des Geschwindigkeitsvektors eines eigenen Fahr zeugs nicht verwendet werden kann, während ein in dem Status register Flag-vi gespeichertes Datum "1" anzeigt, daß der re gistrierte Satellit Nr. i bei einer derartigen Berechnung verwendet werden kann.A status register Flag-vi, referred to below menu stores data that indicates whether a particular registered satellite when calculating a speed of a vehicle can be used. Thus, one stored in the status register shows flag-vi Date "0" indicates that a registered satellite No. i at Calculation of the speed vector of your own driving Stuff cannot be used while in status register flag-vi stored date "1" indicates that the right registered satellite No. i with such a calculation can be used.

Bei der Initialisierung der Statusregister Flag-di zeigt die Zentraleinheit 16a einen Eingabebildschirm auf der Anzeige einrichtung 13 an, wodurch ein Bediener zur Eingabe aufgefor dert wird, und liest daraufhin eine von dem Bediener ausge führte Eingabe (Schritte 2 und 3). Eine von einem Bediener ausgeführte Eingabe beinhaltet die Länge und die Breite einer aktuellen Position sowie die aktuelle Zeit. Mit dem Lesen dieser Eingabe initialisiert die Zentraleinheit 16a die Län ge, die Breite und die Zeit. Das heißt, eingegebene Werte werden in ein Längen- und Breitenregister geschrieben und die Uhr 16h wird in Übereinstimmung mit der eingegebenen Zeit ge bracht. Wenn eine numerische Eingabe von dem Bediener fehlt, wird die in einem einen Batterie-Sicherstellungsspeicher dar stellenden nichtflüchtigen Speicher in einem Block des Schreib-Lese-Speichers 16b gespeicherte Länge und Breite in das Längen- und das Breitenregister geschrieben (Schritt 2).At the initialization of the status register Flag-di central unit 16 a shows an input screen on the display device 13 on, is changed aufgefor whereby an operator to enter, and then reads an out by the operator led input (steps 2 and 3). An entry made by an operator includes the length and width of a current position and the current time. By reading this input, the central unit 16 a initializes the length, the width and the time. That is, entered values are written in a latitude and longitude register and the clock 16 h is brought in accordance with the entered time. If a numeric input is missing from the operator in a a battery-backup memory will represent alternate forming non-volatile memory in a block of the read-write memory b stored length and width to the length and the width register written 16 (step 2).

Dann entnimmt die Zentraleinheit 16a GPS-Satelliten, die zur maßgebenden Zeit verfügbar sind, aus einer Anzahl von GPS-Satelliten. Dieser Vorgang wird unter Bezugnahme auf Alma nachdaten ausgeführt, die zuvor in einem internen Speicher 16c vorgesehen werden. Die Almanachdaten beinhalten die Posi tionen einzelner GPS-Satelliten, die zeitweise maßgebend sind, und dementsprechend wird durch Bestimmung der Position jedes GPS-Satelliten zu der maßgebenden Zeit und auf der Grundlage dieser GPS-Position und der Position des eigenen Fahrzeugs ein Elevationswinkel, unter dem jeder GPS-Satellit von dem eigenen Fahrzeug aus gesehen wird, berechnet. Acht Satelliten werden entnommen, die die größten Elevationswinkel zeigen, und ihre Nummern (in den Almanachdaten angezeigte Sa tellitennummern) werden bestimmt, denen die Nummern i von 1 bis 8 in der Reihenfolge, wie sie entnommen werden, zugeord net werden (Schritt 3). Somit wird die Nummer des entnommenen GPS-Satelliten (Satellitennummer, wie sie in den Almanachda ten angezeigt ist) in eine durch einen Bereich in einem Spei cher definierte Registriertabelle an eine erste bis achte Adresse in der Reihenfolge geschrieben, in der die Satelliten entnommen werden.Then the central unit 16 a takes GPS satellites that are available at the relevant time from a number of GPS satellites. This process is carried out with reference to Alma post data previously provided in an internal memory 16 c. The almanac data includes the positions of individual GPS satellites, which are temporarily relevant, and accordingly, by determining the position of each GPS satellite at the relevant time and on the basis of this GPS position and the position of one's own vehicle, an elevation angle at which every GPS satellite seen from your own vehicle is calculated. Eight satellites are extracted that show the largest elevation angles and their numbers (satellite numbers displayed in the almanac data) are determined, to which the numbers i from 1 to 8 are assigned in the order in which they are extracted (step 3). Thus, the number of the extracted GPS satellite (satellite number as shown in the almanac data) is written in a registration table defined by an area in a memory to a first to eighth address in the order in which the satellites are extracted.

Im nächsten Schritt 4 werden zu verwendende GPS-Satelliten ausgewählt (die den nachstehend beschriebenen Verarbeitungs vorgängen in den Schritten 7 bis 23 unterzogen werden). Wenn Schritt 4 zum ersten mal nach dem Einschalten der Leistungs versorgung ausgeführt wird (erster Durchlauf), werden die acht in Schritt 3 entnommenen Satelliten ausgewählt. Jedoch werden während eines zweiten und während nachfolgender Durch läufe bei der Ausführung des Schritts 4 jene GPS-Satelliten ausgewählt, für die die Statusregister Flag-di, Flag-pi oder Flag-vi "1"-Daten enthalten, während GPS-Satelliten, für die die Statusregister Flag-di, Flag-pi oder Flag-vi "0"-Daten enthalten, alle ausgeschlossen werden. Wenn die Anzahl der ausgewählten GPS-Satelliten als Ergebnis einer derartigen Ausschließung kleiner als 4 wird, wird einer der acht vorste hend angeführten GPS-Satelliten abgesehen von dem gegenwärtig ausgeschlossenen GPS-Satelliten ausgewählt.The next step 4 are GPS satellites to use selected (the processing described below operations in steps 7 to 23). If Step 4 for the first time after turning on the power supply is executed (first run), the eight satellites selected in step 3 are selected. However are during a second and subsequent through run those GPS satellites when performing step 4 selected for which the status registers Flag-di, Flag-pi or Flag-vi contained "1" data, while GPS satellites for which the status registers Flag-di, Flag-pi or Flag-vi "0" data included, all excluded. If the number of selected GPS satellites as a result of such Exclusion less than 4 will be one of the eight foremost GPS satellites listed apart from the current one excluded GPS satellites selected.

Jeder ausgewählte GPS-Satellit wird der Ausführung der Schritte 5 bis 22 unterzogen, in denen ein Nachführen bezüg lich eines GPS-Satelliten (Schritte 5 bis 8 und 10), ein Be rechnen einer Doppler-Verschiebung Δf (Schritt 9) ein Berech nen einer Änderungsrate ΔΔf der Doppler-Verschiebung Δf (d. h. eine Änderung während eines Zeitintervalls Ts) (Schritte 11 bis 13), ein Entscheiden über eine Anomalität der Änderungsrate ΔΔf (Schritte 14 und 17), ein Speichern von Informationen von GPS-Satelliten (Schritte 15 und 16), ein Berechnen eines Abstands (Schritte 18 und 19) und ein Entscheiden über die Zuverlässigkeit einer empfangenen Radio welle beruhend auf der Änderungsrate ΔΔf (Schritte 20 bis 22) enthalten sind.Each selected GPS satellite will be running the Steps 5 through 22 subjected to tracking Lich a GPS satellite (steps 5 to 8 and 10), a Be calculate a Doppler shift Δf (step 9) a change rate ΔΔf of the Doppler shift Δf (i.e. a change during a time interval Ts) (Steps 11 to 13), deciding an abnormality the rate of change ΔΔf (steps 14 and 17), a save information from GPS satellites (steps 15 and 16), calculating a distance (steps 18 and 19) and one Decide on the reliability of a received radio wave based on the rate of change ΔΔf (steps 20 to 22) are included.

Einzelheiten der Ausführungen in den Schritten 5 bis 22 wer den unter Bezugnahme auf einen in Frage kommenden GPS-Satelliten i beschrieben. Eine Satellitennummer des in Frage kommenden Satelliten i, die aus den Almanachdaten verfügbar ist, wird in eine Codeerzeugungseinrichtung der GPS-Demodulationseinrichtung 12 geladen (Schritt 5). Eine von ei nem GPS-Satelliten übertragene Radiowelle weist ein diffuses Spektrum auf, das entsprechend einem PN-Code (Gould-Code mit 1023 umlaufenden Bits) ausgebildet ist, der diesem Satelliten zugeordnet ist. Demnach ist es zur Demodulation von von dem GPS-Satelliten übertragenen Informationen erforderlich, eine inverse Spektrumsdiffusion bezüglich des empfangenen Signals unter Verwendung des gleichen PN-Codes wie auf der Übertra gungsseite durchzuführen. Der PN-Code jedes GPS-Satelliten ist zuvor bekannt und in den Almanachdaten registriert und wird in die Codeerzeugungseinrichtung geladen. Außerdem wird eine Übertragungsfrequenz f0 des in Frage kommenden Satelli ten, die im allgemeinen als Sollfrequenz bekannt ist, aus den Almanachdaten entnommen und in einem Register gespeichert.Details of the statements in steps 5 to 22 who described the i with reference to a GPS satellite in question. A satellite number of the satellite i in question, which is available from the almanac data, is loaded into a code generation device of the GPS demodulation device 12 (step 5). A radio wave transmitted by a GPS satellite has a diffuse spectrum which is designed in accordance with a PN code (Gould code with 1023 revolving bits) which is assigned to this satellite. Accordingly, in order to demodulate information transmitted from the GPS satellite, it is necessary to perform an inverse spectrum diffusion with respect to the received signal using the same PN code as that on the transmission side. The PN code of each GPS satellite is known beforehand and registered in the almanac data and is loaded into the code generating device. In addition, a transmission frequency f0 of the satellite in question, which is generally known as the target frequency, is extracted from the almanac data and stored in a register.

Im nächsten Schritt 6 werden die Statusregister Flag-di, Flag-pi, Flag-vi identifiziert, die der Nummer "i" des in Frage kommenden Satelliten entsprechen. Das heißt, nur jene Statusregister, die der dem in Frage kommenden Satelliten in Schritt 3 zugeordneten Nummer "i" entsprechen, werden den nachstehend unter Bezugnahme auf die Schritte 10 bis 22 be schriebenen Verarbeitungsvorgängen unterzogen. Falls bei spielsweise der in Frage kommende Satellit in Schritt 3 an dritter Stelle entnommen wird, was i = 3 anzeigt, werden die den Verarbeitungsvorgängen in den Schritten 10 bis 22 unter zogenen Statusregister als Flag-d3, Flag-p3, Flag-v3 identi fiziert.In the next step 6, the status registers Flag-di, Flag-pi, flag-vi identifies the number "i" of the in Question coming satellites correspond. That is, only those Status register which corresponds to the satellite in question Step 3 assigned number "i" correspond to the below with reference to steps 10 to 22 subjected to the written processing operations. If at for example, the satellite in question in step 3 third place, which indicates i = 3, the the processing steps in steps 10 to 22 below pulled status register as Flag-d3, Flag-p3, Flag-v3 identi fected.

In Schritt 7 wird eine Nachführung des PN-Codes auf der Über tragungs- und der Empfangsseite durchgeführt. Das heißt, ob wohl die PN-Codes auf der Übertragungs- und der Empfangsseite die gleichen sind, kann der inverse Spektrumsdiffusionsvor gang solange nicht durchgeführt werden, bis sie in der Phase übereinstimmen, und daher müssen die beiden PN-Codes mitein ander in Phase gebracht werden. In der Praxis wird der PN-Code auf der Empfangsseite mit einer Bitrate (1,024 Mbps) er zeugt, die etwas schneller als die Bitrate auf der Übertra gungsseite (1,023 Mbps) ist, so daß in dem PN-Code während eines Umlaufs des PN-Codes eine Phasenverschiebung zwischen der Übertragungs- und der Empfangsseite auftritt, die einem Bit entspricht. Somit verändert sich eine Phasendifferenz zwischen den beiden PN-Codes mit der Zeit. Wenn eine Phasen differenz zwischen den PN-Codes auf der Übertragungs- und der Empfangsseite beseitigt ist, ist die Bitrate der Codeerzeu gungseinrichtung derart angepaßt, daß die Bitrate auf der Empfangsseite gleich der Bitrate auf der Übertragungsseite ist, wodurch eine Synchronisation der Phase der PN-Codes er reicht wird.In step 7, the PN code is updated on the over carrying and the reception side carried out. That means whether probably the PN codes on the transmission and reception side are the same, the inverse spectrum diffusion can not be carried out until they are in phase match, and therefore the two PN codes must coincide be brought into phase. In practice, the PN code on the receiving side with a bit rate (1.024 Mbps) that produces something faster than the bit rate on the transfer supply side (1.023 Mbps), so that in the PN code during of a circulation of the PN code a phase shift between the transmission and reception side occurs, which one Bit corresponds. A phase difference thus changes between the two PN codes over time. If a phases difference between the PN codes on the transmission and the The receiving side is eliminated, the bit rate is the code generator supply device adapted so that the bit rate on the Receiving side equal to the bit rate on the transmission side is, causing a synchronization of the phase of the PN codes is enough.

Wenn eine Synchronisation der Phase erreicht ist, erscheint ein Signal am Ausgang der Demodulationseinrichtung (12) . Die Abstimmungsfrequenz oder empfangene Frequenz fR, die zu die sem Zeitpunkt maßgebend ist, wird gespeichert, und es wird eine Doppler-Verschiebung Δf = fR-f0 berechnet und in einem Register gespeichert (Schritt 9). Wenn ein Fehler bezüglich des Erreichens der Synchronisation auftritt oder wenn die Nachführung nicht erfolgreich war, werden die Statusregister Flag-di, Flag-pi und Flag-vi, die dem in Frage kommenden Sa telliten entsprechen, in Schritt 10 gelöscht. Der Ablauf geht dann zu Schritt 23 über, in dem überprüft wird, ob die Aus führung der Schritte 5 bis 22, die der Nachführung folgen, für alle ausgewählten Satelliten beendet ist. Falls ein ver bleibender Satellit oder verbleibende Satelliten vorhanden ist, für die die Ausführung nicht beendet ist, kehrt der Ab lauf zur Wiederholung der Nachführung für den nächsten Satel liten zurück (Schritte 5 bis 7).When phase synchronization is achieved, a signal appears at the output of the demodulation device ( 12 ). The tuning frequency or received frequency fR, which is decisive at this point in time, is stored, and a Doppler shift Δf = fR-f0 is calculated and stored in a register (step 9). If an error occurs in achieving synchronization or if the tracking was unsuccessful, the status registers Flag-di, Flag-pi and Flag-vi, which correspond to the satellite in question, are cleared in step 10. The process then proceeds to step 23, in which it is checked whether the execution of steps 5 to 22, which follow the tracking, has ended for all selected satellites. If there is a remaining satellite or remaining satellites for which execution has not ended, the process returns to repeat the tracking for the next satellite (steps 5 to 7).

Wenn die Nachführung erfolgreich und die Doppler-Verschiebung Δf = fR-f0 berechnet ist, werden in Schritt 11 in dem Status register Flag-di gespeicherte Daten überprüft. Falls die in diesem Register gespeicherten Daten "0" sind, was anzeigt, daß keine während des vorhergehenden Durchlaufs für den in Frage kommenden Satelliten berechnete Doppler-Verschiebung vorhanden ist, kann die Änderungsrate ΔΔf nicht berechnet werden. Da jedoch die Doppler-Verschiebung für den aktuellen Durchlauf berechnet wurde, wird eine "1" in dieses Register geschrieben, da die Berechnung der Änderungsrate für den nächsten Durchlauf möglich ist. Die Statusregister Flag-pi und Flag-vi werden gelöscht, und ein aktuell berechneter Wert Δf wird in Schritt 13 in ein Register für einen vorhergehend berechneten Wert Δf′ geschrieben. Danach geht der Ablauf zu Schritt 23 über, in dem überprüft wird, ob die Ausführung der Schritte 5 bis 22 für alle ausgewählten Satelliten beendet ist. Falls noch Satelliten vorhanden sind, für die die Aus führung nicht beendet ist, kehrt der Ablauf zur Nachführung bezüglich eines nächsten Satelliten zurück (Schritte 5 bis 7).If the tracking is successful and the Doppler shift Δf = fR-f0 is calculated in step 11 in the status Register Flag-di checked stored data. If the in data stored in this register is "0", which indicates that none during the previous run for the in Question coming satellite calculated Doppler shift the change rate ΔΔf cannot be calculated will. However, since the Doppler shift for the current one Pass was calculated, a "1" in this register written because the calculation of the rate of change for the next run is possible. The status register Flag-pi and Flag-vi are cleared, and a currently calculated value Δf is entered into a register for one in step 13 calculated value Δf 'written. Then the process closes Step 23 over, in which it is checked whether the execution of the Steps 5 through 22 completed for all selected satellites is. If there are still satellites for which the off guidance is not finished, the process returns to tracking for a next satellite (steps 5 to 7).

Wenn in Schritt 11 die in dem Statusregister Flag-di enthal tenen Daten "1" sind, was anzeigt, daß eine für den in Frage kommenden Satelliten während eines vorhergehenden Durchlaufs zur Ermöglichung der Berechnung der Änderungsrate ΔΔf be rechnete Doppler-Verschiebung vorhanden ist, wird die Ände rungsrate ΔΔf = Δf-Δf′ berechnet und in einem Register ge speichert. Dann wird der aktuell berechnete Wert Δf in Schritt 12 in ein Register für den vorhergehend berechneten Wert Δf′ geschrieben. Dann wird in Schritt 14 überprüft, ob die Änderungsrate ΔΔf einen ersten Schwellenwert von 30 Hz/s überschreitet, um zu bestimmen, ob ΔΔf ein außerordentlicher Wert ist oder nicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der erste Schwellenwert zur Bestimmung, ob die Änderungsrate au ßerordentlich ist oder nicht, zu 30 Hz/s gewählt. Ein Wert von ΔΔf, der größer als 30 Hz/s ist, ist eine Änderungsrate der Doppler-Verschiebung, die in Wirklichkeit nicht auftreten kann, wenn das Fahrzeug eine direkt von dem GPS-Satelliten kommende Radiowelle empfängt. Wenn ΔΔf < 30 Hz/s ist, wird daher bestimmt, daß es sich um den Empfang einer außerordent lichen Radiowelle handelt (wie beispielsweise von einem hoch aufragenden Gebäude reflektierte Wellen), wie sie durch Mehr wegeausbreitung oder dergleichen verursacht werden, und der in Frage kommende Satellit wird in gleicher Weise, wie es bei einer nicht erfolgreichen Nachführung der Fall ist, als nicht verwendbar beurteilt. Das heißt, die Statusregister Flag-di, Flag-pi und Flag-vi werden in Schritt 17 gelöscht, und der Ablauf geht sodann zu Schritt 23 über, in dem überprüft wird, ob die Ausführung der Schritte 5 bis 22 für alle ausgewählten Satelliten beendet ist. Falls ein verbleibender Satellit vor handen ist, für den die Ausführung nicht abgeschlossen ist, kehrt der Ablauf zur Nachführung bezüglich eines nächsten Sa telliten zurück (Schritte 5 bis 7).If, in step 11, the flag-di data is "1", indicating that one is for the one in question coming satellites during a previous pass to enable the calculation of the rate of change ΔΔf be calculated Doppler shift is present, the change rate ΔΔf = Δf-Δf ′ calculated and ge in a register saves. Then the currently calculated value Δf in Step 12 into a register for the previously calculated one Value Δf 'written. It is then checked in step 14 whether the rate of change ΔΔf a first threshold of 30 Hz / s to determine whether ΔΔf is an extraordinary Is worth or not. In this embodiment, the first threshold for determining whether the rate of change is au Extraordinary or not, chosen to be 30 Hz / s. A value of ΔΔf greater than 30 Hz / s is a rate of change the Doppler shift that does not actually occur can if the vehicle is one directly from the GPS satellite coming radio wave receives. If ΔΔf <30 Hz / s, therefore determines that it is receiving an extraordinary radio wave (such as a high towering building reflected waves), as caused by more path propagation or the like caused, and the The satellite in question will be used in the same way as for an unsuccessful tracking is the case as not judged usable. That is, the status register Flag-di, Flag-pi and flag-vi are cleared in step 17, and the The process then proceeds to step 23, in which it is checked whether whether performing steps 5 through 22 for all selected Satellite is finished. If there is a remaining satellite for which the execution has not been completed, the process returns to the tracking of a next Sat. telliten back (steps 5 to 7).

Falls in Schritt 14 ΔΔf 30 Hz/s ist, geht der Ablauf über Schritt 15 zu Schritt 16 über, in dem die Eingabe von demodu lierten Daten eingeleitet wird. Ein von einem GPS-Satelliten übertragenes Signal umfaßt ein binäres Signal mit einer Bit rate von 50 bps, das eine Wiederholung eines Unterrahmens mit 300 Bits darstellt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Jeder Un terrahmen umfaßt 10 Worte, d. h. Wort 1 bis Wort 10, jeweils mit 30 Bits. Die Daten enthalten eine Präambel, die eine Rah mensynchronisation ermöglicht, einen eine Übertragungszeit anzeigenden Z-Zählwert, Ephemeriden, die die Umlaufbahn eines Satelliten anzeigen, und Almanachdaten oder dergleichen. Zu Beginn wird die Präambel erfaßt, um eine Rahmensynchronisati on zu erreichen, dem eine Speicherung nachfolgender Daten in einem Speicher an den Bitpositionen innerhalb des Unterrah mens entsprechenden Adressen folgt.If ΔΔf is 30 Hz / s in step 14, the process proceeds via step 15 to step 16, in which the input of demodulated data is initiated. A signal transmitted by a GPS satellite comprises a binary signal with a bit rate of 50 bps, which represents a repetition of a subframe with 300 bits, as shown in FIG. 4. Each unframe comprises 10 words, ie word 1 to word 10, each with 30 bits. The data includes a preamble that enables frame synchronization, a Z count that indicates transmission time, ephemeris that indicates the orbit of a satellite, and almanac data or the like. At the beginning, the preamble is detected in order to achieve a frame synchronization, which is followed by a storage of subsequent data in a memory at the bit positions within the corresponding addresses.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 3, wird im nächsten Schritt 18 ein zur Ausbreitung einer Radiowelle, da sie von dem Satelli ten übertragen wird, bis sie einen Empfangspunkt erreicht, erforderliches Zeitintervall, d. h. eine Laufzeitverzögerung, bestimmt. Dieser Schritt ist ausführlich in Fig. 5 darge stellt. Bezugnehmend auf Fig. 5 werden in Schritt 41 als Z-Zählwert bezeichnete Zeitdaten erfaßt. Wie es in Fig. 4 ge zeigt ist, ist der Z-Zählwert im Wort 2 jedes Unterrahmens in den übertragenen Daten enthalten, und der erfaßte Inhalt wird in Schritt 42 in einem Speicher TZ gespeichert. In Schritt 43 wird das Zählen einer Bitposition eingeleitet.Referring again to FIG. 3, in the next step 18 a time interval, ie a propagation delay, is determined for the propagation of a radio wave, since it is transmitted by the satellite until it reaches a reception point. This step is shown in detail in Fig. 5 Darge. Referring to Fig. 5, time data referred to as a Z count is acquired in step 41. As shown in FIG. 4, the Z count in word 2 of each subframe is included in the transmitted data, and the detected content is stored in a memory TZ in step 42. In step 43, the counting of a bit position is initiated.

Der Inhalt des Z-Zählwerts zeigt einen vorbestimmten Zeit punkt an, zu dem der Beginn des nächsten Unterrahmens zu übertragen ist, wobei dieser Zeitpunkt sehr genau ist. Dem nach ist die Differenz zwischen der Zeit des Beginns der Er fassung des nächsten Unterrahmens auf der Empfangsseite und der durch den Z-Zählwert angezeigten Zeit gleich der Lauf zeitverzögerung der Radiowelle zwischen dem Übertragungs- und dem Empfangspunkt. Der Zeitpunkt des Beginns des nächsten Un terrahmens muß jedoch genau und ohne Zeitverzögerung erfaßt werden. Daher wird bei der Erfassung des Z-Zählwerts eine An zahl von Bits von diesem Zeitpunkt an gezählt, um die Beob achtung der Bitposition aufrechtzuerhalten. In Schritt 44 wird auf das Auftreten des Beginns eines Anfangsbits im näch sten Unterrahmen gewartet. Wenn der Beginn des Anfangsbits im nächsten Unterrahmen auftritt, was der Erfassung des Z- Zählwerts folgt, geht der Ablauf von Schritt 44 zu Schritt 45 über, in dem von einer internen Uhr 16h zu dieser Zeit ver fügbare Zeitinformationen in einem Speicher Tr gespeichert werden.The content of the Z count indicates a predetermined time at which the beginning of the next subframe is to be transmitted, which time is very accurate. Accordingly, the difference between the time of the start of the detection of the next subframe on the reception side and the time indicated by the Z-count is equal to the delay time of the radio wave between the transmission and the reception point. However, the time of the beginning of the next unframe must be recorded precisely and without any time delay. Therefore, when the Z count is detected, a number of bits are counted from this point in time in order to maintain the observation of the bit position. In step 44, the start of a start bit is waited for in the next subframe. When the beginning of the start bit occurs in the next subframe, which follows the detection of the Z-count, the process proceeds from step 44 to step 45, in which time information available from an internal clock 16 hours at this time is stored in a memory Tr .

Im nächsten Schritt 46 wird der Inhalt des Speichers Tz von dem Inhalt des Speichers Tr subtrahiert und das Ergebnis in einem Speicher Td gespeichert. Somit wird eine Zeitdifferenz zwischen der durch den Z-Zählwert angezeigten Zeit und einer tatsächlichen Empfangszeit in dem Speicher Td gespeichert. Während die durch die interne Uhr 16h angezeigte Zeit nicht immer genau ist, stimmt unter der Annahme, daß ein Fehler ausreichend klein ist, der Inhalt des Speichers Td mit der Laufzeitverzögerung der Radiowelle zwischen dem Übertragungs- und dem Empfangspunkt überein.In the next step 46, the content of the memory Tz is subtracted from the content of the memory Tr and the result is stored in a memory Td. Thus, a time difference between the time indicated by the Z count and an actual reception time is stored in the memory Td. While the time indicated by the internal clock 16 h is not always accurate, assuming that an error is sufficiently small, the content of the memory Td matches the delay time of the radio wave between the transmission and the reception point.

Während bei diesem Ausführungsbeispiel der in Fig. 5 gezeigte Verarbeitungsvorgang durch ein Programm (Software) in einem Computer ausgeführt wird, kann ein Teil oder der gesamte Ver arbeitungsvorgang durch eine entsprechende Vorrichtung (Hardware) verwirklicht werden.In this embodiment, while the processing shown in FIG. 5 is carried out by a program (software) in a computer, some or all of the processing may be carried out by a corresponding device (hardware).

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 3 wird ein Abstand r1 zwischen dem GPS-Satelliten, von dem ein Datum empfangen wird, und dem Empfangspunkt auf der Grundlage der bestimmten Laufzeitverzö gerung oder des in dem Speicher Td in Schritt 19 gespeicher ten Inhalts berechnet. Da die Rate der Ausbreitung der Radio welle die gleiche wie die Lichtgeschwindigkeit und konstant ist, kann die Laufzeitverzögerung mit der Lichtgeschwindig keit zum Erhalten eines Abtands r1 multipliziert werden. Der Abstand r1 wird als Abstandsparameter bei einer "Positionsvektorberechnung (3D-Positionierung)" 26, einer "Positionsvektorberechnung (2D-Positionierung)" 27 und einer "Geschwindigkeitsvektorberechnung" 29 verwendet, die nachste hend beschrieben werden. Referring again to FIG. 3, a distance is calculated between r1 of the a data is received from the GPS satellites, and the reception point on the basis of the determined delay Laufzeitverzö or gespeicher Td in the memory in step 19 th content. Since the rate of propagation of the radio wave is the same as the speed of light and is constant, the delay time can be multiplied by the speed of light to obtain a distance r1. The distance r1 is used as a distance parameter in a "position vector calculation (3D positioning)" 26 , a "position vector calculation (2D positioning)" 27 and a "speed vector calculation" 29 , which will be described below.

Im nächsten Schritt 20 wird überprüft, ob die Änderungsrate ΔΔf nicht größer als ein zweiter Schwellenwert von 15 Hz/s ist. Der zweite Schwellenwert 15 Hz/s wird zur Unterscheidung eines Falls verwendet, in dem die Zuverlässigkeit der Berech nung eines Geschwindigkeitsvektors gering ist, wie wenn ein Fehler von relativ großem Ausmaß in dem berechneten Wert des Geschwindigkeitsvektors eines Fahrzeugs oder einer Empfangs einrichtung verursacht werden würde, wenn die Berechnung auf von einem Satelliten empfangenen Informationen beruht, was typischerweise als Folge einer Änderung der Beschleunigung, Verlangsamung oder Bewegungsrichtung auftreten kann, obwohl die Änderung nicht so groß ist, wie wenn eine Änderung vom Empfang einer direkt von einem Satelliten kommenden Radiowel le in den Empfang einer außerordentlichen Welle, wie sie durch Mehrwegeausbreitung verursacht wird, auftritt.In the next step 20 it is checked whether the rate of change ΔΔf not greater than a second threshold of 15 Hz / s is. The second threshold of 15 Hz / s is used as a distinction of a case where the reliability of the comp voltage vector is low, as if a Errors of a relatively large magnitude in the calculated value of the Speed vector of a vehicle or a reception facility would be caused when the calculation is on information received from a satellite is based on what typically as a result of a change in acceleration, Slowing down or direction of movement can occur, though the change is not as big as if a change from Reception of a radio wave coming directly from a satellite le in receiving an extraordinary wave like her caused by multipath propagation occurs.

Wenn die Änderungsrate ΔΔf den zweiten Schwellenwert von 15 Hz/s überschreitet, wird erwartet, daß die Zuverlässigkeit des auf der Grundlage von Informationen von dem in Frage kom menden Satelliten berechneten Geschwindigkeitsvektors gering ist, und daher wird "1" in das Register Flag-pi geschrieben, was anzeigt, daß die Informationen von dem in Frage kommenden Satelliten verwendbar sind, jedoch wird das Register Flag-vi gelöscht, um sicherzustellen, daß auf die Informationen von dem in Frage kommenden Satelliten bei einer Berechnung des Geschwindigkeitsvektors nicht Bezug genommen werden kann (Schritt 22). Wenn die Änderungsrate ΔΔf kleiner oder gleich dem zweiten Schwellenwert von 15 Hz/s ist, wird "1" in die beiden Register Flag-pi und Flag-vi geschrieben (Schritt 21).If the rate of change ΔΔf exceeds the second threshold of 15 Hz / s, reliability is expected based on information from the candidate speed vector calculated using satellites and therefore "1" is written in the register flag-pi, which indicates that the information is from the candidate Satellites can be used, but the Register-vi deleted to ensure that the information from the satellite in question when calculating the Velocity vector cannot be referenced (Step 22). If the rate of change ΔΔf is less than or equal to is the second threshold of 15 Hz / s, "1" in the both registers Flag-pi and Flag-vi are written (step 21).

Dann wird überprüft, ob die Ausführung der Schritte 5 bis 22 für alle in Schritt 4 ausgewählten Satelliten beendet ist (Schritt 23) . Falls ein Satellit oder Satelliten übrig sind, für die die Ausführung noch nicht beendet ist, wird dieser Satellit als in Frage kommender Satellit ausgewählt, um die vorstehend beschriebenen Verarbeitungsvorgänge zu wiederho len.It is then checked whether the execution of steps 5 to 22 for all satellites selected in step 4 has ended (Step 23). If there is a satellite or satellites left, for which the execution has not yet ended, this will be Satellite selected as the candidate satellite to use the Repeat processing operations described above len.

Wenn die Ausführung der vorstehend beschriebenen Verarbei tungsvorgänge für alle in Schritt 4 ausgewählten Satelliten beendet ist, werden die Register Flag-pi entnommen, die "1" enthalten, was die Verwendbarkeit eines entsprechenden Satel liten bei einer Positionierungsberechnung anzeigt. Ist die Anzahl derartiger Register größer oder gleich vier, dann wer den sie einer "Positionsvektorberechnung (3D-Positionierung)" 26 unterzogen. Ist die Anzahl gleich 3, dann werden sie einer "Positionsvektorberechnung (2D-Positionierung)" 27 unterzo gen. Ist die Anzahl kleiner oder gleich 2, dann wird die Be rechnung des Positionsvektors nicht ausgeführt (Schritte 24 bis 27).When the execution of the above-described processing operations for all the satellites selected in step 4 is finished, the registers flag-pi are taken out, which contain "1", indicating the usability of a corresponding satellite in a positioning calculation. If the number of such registers is greater than or equal to four, then who subjected them to a "position vector calculation (3D positioning)" 26 . If the number is 3, then they are subjected to a "position vector calculation (2D positioning)" 27. If the number is less than or equal to 2, the calculation of the position vector is not carried out (steps 24 to 27).

Die bei der "Positionsvektorberechnung (3D-Positionierung)" in Schritt 26 und der "Positionsvektorberechnung (2D-Positionierung)" in Schritt 27 verwendete grundlegende Tech nik ist bereits bekannt und wird nicht ausführlich beschrie ben. Somit werden bei der Berechnung in Schritt 26 vier Da tensätze, die von vier den "1" enthaltenden Registern Flag-pi entsprechenden Satelliten empfangen wurden, in vorbestimmte vier simultane Gleichungen eingesetzt, die nach unbekannten Variablen, die die Länge und die Breite des Empfangspunkts sowie einen Uhrfehler auf der Empfangsseite enthalten, aufge löst. Die Höhe des Empfangspunkts wird in diesem Beispiel aus der Berechnung anhand eines Ausgangssignals aus dem Höhensen sor 15 hergeleitet und in die vorstehend beschriebenen Glei chungen als bekanntes Datum eingesetzt. Ein Uhrfehler auf der Empfangsseite kann als Ergebnis der Ausführung einer der Po sitionierungsberechnungen bestimmt werden, und die durch die interne Uhr 16h angezeigte Zeit wird auf der Grundlage derar tiger Fehlerinformationen korrigiert.The basic technology used in the "position vector calculation (3D positioning)" in step 26 and the "position vector calculation (2D positioning)" in step 27 is already known and will not be described in detail. Thus, in the calculation in step 26, four sets of data received from four satellites corresponding to the "1" registers Flag-pi are inserted into predetermined four simultaneous equations, according to unknown variables, the length and width of the reception point as well contain a clock error on the receiving side, resolved. In this example, the height of the reception point is derived from the calculation based on an output signal from the height sensor 15 and is used as the known date in the equations described above. A clock error on the receiving side can be determined as a result of executing one of the position calculations, and the time indicated by the internal clock 16 h is corrected based on such error information.

In Schritt 28 werden die "1" enthaltenden Register Flag-vi, was die Verwendbarkeit entsprechender Satelliten bei der Be rechnung der Geschwindigkeit anzeigt, entnommen. Falls drei oder mehrere derartige Register vorhanden sind, wird eine "Geschwindigkeitsvektorberechnung" 29 ausgeführt, jedoch wird diese Berechnung nicht ausgeführt, wenn die Anzahl derartiger Register kleiner oder gleich 2 ist. Bei dieser Berechnung werden die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (und daher der Emp fangseinrichtung) relativ zur Erde und der Azimut der Bewe gungsrichtung auf der Grundlage von von drei Satelliten emp fangenen Daten und den aus der vorstehend beschriebenen Ver arbeitung hergeleiteten Daten berechnet.In step 28, the registers Flag-vi containing "1" are removed, which indicates the usability of corresponding satellites in the calculation of the speed. If there are three or more such registers, a "speed vector calculation" 29 is performed, but this calculation is not carried out if the number of such registers is less than or equal to 2. In this calculation, the speed of the vehicle (and therefore the receiver) relative to the earth and the azimuth of the direction of movement are calculated on the basis of data received from three satellites and the data derived from the processing described above.

Beruhend auf der Länge und der Breite des Empfangspunkts, der Geschwindigkeit relativ zur Erde und dem Azimut der Bewe gungsrichtung, die bis jetzt erhalten wurden (alle Daten, die nicht neu erhalten werden können, werden durch gespeicherte Daten ersetzt), werden Ausgabedaten einer Berechnung und Be arbeitung unterzogen (Schritt 30) und dann der Anzeigeein richtung 13 zugeführt (Schritt 31). Das heißt, eine Be reichsnummer eines Bereichs, der den Empfangspunkt enthält, wird aus dem Nur-Lese-Speicher 16c auf der Grundlage der Län ge und der Breite des Empfangspunkts wiederhergestellt, und es wird überprüft, ob die somit hergeleitete Bereichsnummer mit einer auf einer angezeigten Landkarte gezeigten Be reichsnummer übereinstimmt. Wenn sie nicht übereinstimmen, werden Landkarteninformationen für eine durch die Wiederher stellung erhaltene Bereichsnummer von dem Nur-Lese-Speicher 16c durch eine DMA-Übertragung zu der Anzeigeeinrichtung 13 übertragen. Auf diese Weise wird eine den Empfangspunkt dar stellende Markierung auf der Landkarte angezeigt, die von der Anzeigeeinrichtung 13 angezeigt wird (alternativ dazu wird die den Empfangspunkt darstellende Landkarte zu dem nun be stimmten Empfangspunkt verschoben). Auf der Anzeigeeinrich tung 13 werden außerdem ein Abstand von dem Empfangspunkt zu einem Index am Boden, der auf der Landkarte eingetragen ist, sowie ein Azimut des Index, wie er vom Empfangspunkt aus ge sehen wird, zusammen mit der Länge und der Breite des Emp fangspunkts, der relativen Geschwindigkeit bezüglich der Erde und dem Azimut angezeigt. Alle angezeigten Daten können durch letzte Daten aktualisiert werden.Based on the length and the width of the reception point, the speed relative to the earth and the azimuth of the direction of motion that have been obtained so far (all data that cannot be newly obtained are replaced with stored data), output data of a calculation and Be subjected to processing (step 30) and then fed to the display device 13 (step 31). That is, an area number of an area containing the reception point is restored from the read-only memory 16 c based on the length and the width of the reception point, and it is checked whether the area number thus derived is one area number shown on a map matches. If they do not match, map information for an area number obtained by the restoration is transferred from the read-only memory 16 c to the display device 13 by DMA transfer. In this way, a mark representing the reception point is displayed on the map, which is displayed by the display device 13 (alternatively, the map representing the reception point is shifted to the reception point now determined). On the display device 13 , a distance from the reception point to an index on the ground, which is entered on the map, and an azimuth of the index, as it will be seen from the reception point, together with the length and the width of the reception point , the relative speed with respect to the earth and the azimuth. All data displayed can be updated with the latest data.

Der Ablauf kehrt dann zu Schritt 4 zurück. Satelliten, die durch die Ausführung des Schritts 4 während eines vorherge henden Durchlaufs ausgewählt wurden, und für die die entspre chenden Register Flag-di, Flag-pi und Flag-vi "0" enthalten, werden entnommen und von einem Auswahlspeicher entfernt. Die Anzahl der in dem Auswahlspeicher verbleibenden Satelliten wird gezählt. Falls der Zählwert kleiner oder gleich vier ist, werden jene der acht Satelliten, die in Schritt 3 ent nommen wurden, abgesehen von denen, die gegenwärtig aus dem Auswahlspeicher entfernt sind und den in dem Auswahlspeicher verbleibenden, zu dem Auswahlspeicher hinzugefügt. Der Ablauf geht daraufhin zu Schritt 5 über.The process then returns to step 4. Satellites that by performing step 4 during a previous selected run and for which the corresponding corresponding registers Flag-di, Flag-pi and Flag-vi contain "0", are removed and removed from a selection memory. The Number of satellites remaining in the selection memory is counted. If the count is less than or equal to four is the one of the eight satellites that were created in step 3 have been taken apart from those currently out of the Selection memory are removed and that in the selection memory remaining, added to the selection memory. The sequence then go to step 5.

Wenn die GPS-Empfangseinrichtung eine Positionierungslösung durch Berechnung eines Zeitabschnitts Ts = eine Sekunde er hält, führt die Zentraleinheit 16a die Schritte 4 bis 31 in einem Zeitabschnitt Ts = eine Sekunde für jeden Satelliten aus. Demnach ist der Zeitabschnitt, mit dem die Änderungsrate ΔΔf berechnet wird, auch ein Zeitabschnitt einer Sekunde, wobei ΔΔf eine Änderung der Doppler-Verschiebung Δf während des Zeitabschnitts Ts = eine Sekunde darstellt.If the GPS receiver receives a positioning solution by calculating a time period Ts = one second, the central unit 16a carries out steps 4 to 31 in a time period Ts = one second for each satellite. Accordingly, the time period with which the change rate ΔΔf is calculated is also a time period of one second, wherein ΔΔf represents a change in the Doppler shift Δf during the time period Ts = one second.

Wenn die Änderungsrate ΔΔf der Doppler-Verschiebung Δf der Radiowelle von den Satelliten bei diesem Ausführungsbeispiel den ersten Schwellenwert 30 Hz/s überschreitet, wird "0" in die Register Flag-di, Flag-pi und Flag-vi, die einem derarti gen Satelliten entsprechen (Schritt 17), auf die gleiche Wei se wie für einen Fehler der Nachführung geschrieben, wodurch ein Bezug auf einen derartigen Satelliten bei der Positionie rungsberechnung (die in den Schritten 26, 27 stattfindet) und bei der Geschwindigkeitsberechnung (die im Schritt 29 statt findet) vermieden wird. Auf diese Weise wird ein Fehler bei einer derartigen Berechnung in einer Situation verringert, wenn eine Anomalität des Empfangs erwartet wird, wie im Fall, daß ein Empfang von direkt von einem Satelliten kommenden Ra diowellen in einen Empfang einer außerordentlichen Radiowelle (wie beispielsweise einer von einem hoch aufragenden Gebäude reflektierten Welle), wie sie durch eine Mehrwegeausbreitung verursacht wird, geändert wird.If the rate of change ΔΔf of the Doppler shift Δf the Radio wave from the satellites in this embodiment exceeds the first threshold 30 Hz / s, "0" in the registers Flag-di, Flag-pi and Flag-vi, which one such correspond to satellites (step 17), in the same way as written for an error in the tracking, whereby a reference to such a satellite in position calculation (which takes place in steps 26, 27) and in the speed calculation (which takes place in step 29 finds) is avoided. Doing so will result in an error such a calculation is reduced in a situation if an abnormality of reception is expected, as in the case that reception of Ra coming directly from a satellite diowaves into a reception of an extraordinary radio wave (such as one from a towering building reflected wave) as caused by multipath propagation is caused, is changed.

Wenn außerdem die Änderungsrate ΔΔf den zweiten Schwellen wert 15 Hz/s überschreitet, wird "1" in das Register Flag-pi aber "0" in das Register Flag-vi geschrieben (Schritt 22), wodurch sichergestellt wird, daß bei der (in Schritt 29 stattfindenden) Geschwindigkeitsberechnung auf diesen Satel liten kein Bezug genommen wird, obwohl bei der (in den Schritten 26 und 27 stattfindenden) Positionierungsberechnung auf einen derartigen Satelliten Bezug genommen wird. Dement sprechend wird auch ein Fehler bei einer Geschwindigkeitsbe rechnung verringert, wenn die Beschleunigung oder Verlangsa mung des Fahrzeugs (der Empfangseinrichtung) hoch ist, oder wenn sich die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs schnell ändert.If also the rate of change ΔΔf the second threshold value exceeds 15 Hz / s, "1" is entered in the register flag-pi but written "0" in the register flag-vi (step 22), which ensures that the (in step 29 speed calculation taking place on this satellite no reference is made, although the (in the Steps 26 and 27) positioning calculation reference is made to such a satellite. Dement A mistake in a speed test is also speaking Invoice reduced if the acceleration or deceleration tion of the vehicle (the receiving device) is high, or when the direction of movement of the vehicle changes quickly.

Auf diese Weise wird eine Entscheidung über eine günstige oder aggressive bzw. ungeeignete Umgebung zum Empfang von durch die Satelliten übertragenen Radiowellen auf der Grund lage der Änderungsrate ΔΔf der Doppler-Verschiebung getrof fen, wobei aber anzumerken ist, daß die Berechnung der Dopp ler-Verschiebung Δf (Schritt 9) und die Berechnung der Ände rungsrate ΔΔf wenig Zeit erfordert und die von der Zen traleinheit 16a benötigte Zeit zum Treffen einer derartigen Entscheidung minimal ist.In this way, a decision about a favorable or aggressive or unsuitable environment for receiving radio waves transmitted by the satellites is made on the basis of the rate of change ΔΔf of the Doppler shift, but it should be noted that the calculation of the doubler shift Δf (step 9) and the calculation of the change rate ΔΔf requires little time and the time required by the central unit 16 a to make such a decision is minimal.

Vorstehend wurde ein Positionierungssystem beschrieben, bei dem eine Änderungsrate ΔΔf einer Doppler-Verschiebung Δf ei ner von einem GPS-Satelliten übertragenen Radiowelle erfaßt wird, um zu bestimmten, ob eine außerordentliche Radiowelle, wie sie durch Mehrwegeausbreitung oder dergleichen verursacht wird, empfangen wird oder nicht, wobei ein GPS-Satellit, von dem eine außerordentliche Radiowelle empfangen wird, von ei ner Gruppe von bei einer Positionierungsberechnung verwende ten GPS-Satelliten ausgeschlossen wird. Eine Differenz Δf zwischen einer von einem GPS-Satelliten übertragenen Signal frequenz f0 und einer von einer Empfangseinrichtung empfange nen Signalfrequenz fR, und ferner eine Änderungsrate ΔΔf der Differenz Δf werden berechnet. Die Position einer Empfangs einrichtung wird auf der Grundlage von Informationen berech net, die von einer Vielzahl von GPS-Satelliten übertragenen werden, für die die Änderungsrate ΔΔf kleiner oder gleich einem ersten Schwellenwert oder ΔΔf 30 Hz/s ist, und der Azimut einer Bewegungsrichtung der Empfangseinrichtung wird auf der Grundlage von Informationen berechnet, die von einer Vielzahl von GPS-Satelliten übertragen werden, für die die Änderungsrate ΔΔf kleiner oder gleich einem zweiten kleine ren Schwellenwert oder ΔΔf 15 Hz/s ist.A positioning system has been described above in which is a rate of change ΔΔf of a Doppler shift Δf ei ner detected by a GPS satellite radio wave to determine whether an extraordinary radio wave, as caused by multipath or the like is received or not, being a GPS satellite, from from which an extraordinary radio wave is received Use a group of in a positioning calculation GPS satellites are excluded. A difference Δf between a signal transmitted by a GPS satellite frequency f0 and one received by a receiving device NEN signal frequency fR, and also a rate of change ΔΔf Differences Δf are calculated. The position of a reception facility is calculated based on information net, transmitted by a variety of GPS satellites for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a first threshold or ΔΔf is 30 Hz / s, and the Azimuth of a direction of movement of the receiving device calculated based on information from a Variety of GPS satellites are transmitted for which the Rate of change ΔΔf less than or equal to a second small ren threshold or ΔΔf 15 Hz / s.

Claims

1. Positioning system using GPS satellites, characterized by
a receiving device ( 11 , 12 ) for receiving information from a plurality of GPS satellites which transmit their respective orbit information and time information,
a deviation calculation device ( 16 ) for calculating a difference Δf between a signal frequency (f0) transmitted by one of the GPS satellites and a signal frequency (fR) received by the receiving device,
change calculating means ( 16 ) for obtaining a change rate ΔΔf of the difference Δf, and
a positioning calculator ( 16 ) for determining the position of the receiving device based on information received by the receiving device from a plurality of GPS satellites for which the rate of change ΔΔf remains within a preselected range.

2. Positioning system using GPS satellites according to claim 1, characterized in that the positioning calculation device ( 16 ) determines the position of the receiving device ( 11 , 12 ) on the basis of information provided by the receiving device ( 11 , 12 ) of a plurality are received by GPS satellites for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a first threshold value and the azimuth of a direction of movement of the receiving device ( 11 , 12 ) is determined on the basis of information provided by the receiving device ( 11 , 12 ) a plurality of GPS satellites are received for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a second threshold that is less than the first threshold.

3. Positioning system using GPS satellites according to claim 1, characterized in that the positioning calculation device ( 16 ) is based on a large number of GPS satellites relating to Alma post-data and the position of the receiving device ( 11 , 12 ) a plurality of GPS Selects satellites and enters them in a registration table, performs tracking for each GPS satellite in the registration table using the receiver ( 11 , 12 ), each GPS satellite for which an error in tracking occurred, and that GPS -Satellites, for which the rate of change ΔΔf is outside the pre-selected range, are removed from the registration table, and whenever the number of GPS satellites remaining in the registration table decreases below a predetermined value, a GPS satellite or GPS -Satellites that are not in the registration table, apart from GPS satellites that are removed be added to the registration table.

4. GPS satellite-using positioning system according to claim 3, characterized in that the positioning calculation device ( 16 ) determines the position of the receiving device ( 11 , 12 ) on the basis of information, by the receiving device ( 11 , 12 ) of a variety are received by GPS satellites for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a first threshold value, determines the azimuth of a direction of movement of the receiving device ( 11 , 12 ) on the basis of information provided by the receiving device ( 11 , 12 ) A plurality of GPS satellites are received for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a second threshold value which is less than the first threshold value and one GPS satellite or GPS satellite for which the rate of change ΔΔf exceeds the first threshold value, removed from the registration table.

5. GPS satellite using positioning system according to claim 1, characterized in that the system further
has a height sensor ( 15 ) for detecting the height of the receiving device ( 11 , 12 ), and
the positioning calculator ( 16 ) determines the position of the receiving means ( 11 , 12 ) based on information received by the receiving means ( 11 , 12 ) from the GPS satellites when the number of GPS satellites for which the Rate of change ΔΔf remains within a preselected range, is greater than or equal to four, the position based on information received by the GPS satellites by the receiver ( 11 , 12 ) and one by the height sensor ( 15 ) detected altitude is determined when the number of GPS satellites for which the rate of change ΔΔf remains within a preselected range is three.

6. GPS satellites using positioning system according to claim 5, characterized in that the positioning calculation device ( 16 ) determines the position of the receiving device ( 11 , 12 ) on the basis of information, by the receiving device ( 11 , 12 ) of a variety are received by GPS satellites for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a first threshold value and determines the azimuth of a direction of movement of the receiving device on the basis of information determined by the receiving device ( 11 , 12 ) from a plurality of GPS Satellites are received for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a second threshold that is less than the first threshold.

7. GPS satellite-using positioning system according to claim 5, characterized in that the positioning calculation device ( 16 ) on the basis of almanac data for a large number of GPS satellites and the position of the receiving device ( 11 , 12 ) has a large number of GPS Selects satellites and writes them in a registration table, for each GPS satellite in the registration table carries out a tracking by means of the receiving device ( 11 , 12 ), a GPS satellite or GPS satellites for which the tracking has failed, and a GPS -Satellites or GPS satellites for which the rate of change ΔΔf is outside the preselected range are removed from the registration table and, if the number of GPS satellites remaining in the register table decreases below a predetermined value, a GPS satellite or GPS -Satellites that are not entered in the registration table, apart from the remote GPS -Satellites, to which register table is added.

8. GPS satellite-using positioning system according to claim 7, characterized in that the positioning calculation device ( 16 ) determines the position of the receiving device ( 11 , 12 ) on the basis of information, by the receiving device ( 11 , 12 ) of a variety are received by GPS satellites for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a first threshold value and the azimuth of a direction of movement of the receiving device ( 11 , 12 ) is determined on the basis of information provided by the receiving device ( 11 , 12 ) a plurality of GPS satellites are received for which the rate of change ΔΔf is less than or equal to a second threshold value that is none other than the first threshold value, and a GPS satellite is removed from the registration table for which the rate of change ΔΔf is the first threshold value exceeds.